Russian Chemical Community
 
Пользовательский поиск
   главная
  предприятия
  марки сплавов
  соединения
  синтезы
  объявления
  ► информация
  рефераты
  архив
  актуально
А  Б  В  Г  Д  Е  Ж  З  И  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Э  Ю  Я  

Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник.

   Поделиться ссылкой :    LiveJournal Facebook Я.ру ВКонтакте Twitter Одноклассники Мой Мир FriendFeed Мой Круг

Никелевые покрытия применяют в различных отраслях промышленности. Широкое использование никеля в гальванотехнике объясняется его физико-механическими и химическими свойствами. Никель — серебристо-белый металл с сильным блеском, имеет атомную массу 58,71; его отражательная способность в видимой части спектра 58—62 %, плотность 8900 кг/м3, температура плавления 1452 °С, удельная теплоемкость 0,48 X 103 Дж/(кг-К), температурный коэффициент линейного расширения 12,5- 1(Г6 К"1, удельное электросопротивление 9,068- 10~вОм-м. Никель ферромагнитен, обладает переменной валентностью (двух- и трехвалентный); его электрохимический эквивалент 1,095 г/(А-ч), стандартный потенциал равен —0,25 В. По отношению к воде и воздуху при обычной температуре очень устойчив. На никелевой жести при нагревании на воздухе появляются цвета побежалости вследствие образования тонкой твердой и эластичной пленки NiO.Разбавленные кислоты действуют на № менее энергично, чем на Ре, однако он легко растворим в разбавленной НNО3. Концентрированная НNO3 пассивирует его. В растворах щелочей он устойчив при всех концентрациях и температурах. Обладает коррозионной устойчивостью в растворах некоторых органических кислот и минеральных солей.Цели никелирования следующие: защита основного металла от коррозии, его декоративная отделка, повышение поверхностной твердости. Железобетонные крышки, днища колодцев в розницу.

При толщине никелевого покрытия 0,125 мм основной металл детали уж* предохраняется от воздействия промышленных газов и растворов; при менее сильной агрессивной среде достаточен слой толщиной 0,05—0,1 мм. Толщина никелевых покрытий на различных металлах предусмотрена ГОСТ 9.073—77*.Никелевые покрытия наносят на Fe, Си, Тi, Al, Ве, W и другие металлы и их сплавы.Никель, являясь защитно-декоративным покрытием, в паре Ni — Fe может защищать Ре от коррозии только при условии полной беспористости покрытия, так как у него более положительный потенциал. Для получения беспористых покрытий применяют последовательное осаждение нескольких слоев одного и того же металла или другого металла из различных по составу электролитов. У многослойных покрытий поры каждого слоя обычно не совпадают с порами соседних слоев. Многослойные покрытия позволяют также снизить расход никеля в результате применения более дешевого металла, как, например, Си.Электроосаждение Ni всегда сопровождается значительной катодной и анодной поляризацией, которая еависит как от состава электролита, так и от режима ведения процесса. При пассивации анодов уменьшается концентрация ионов Ni в прикатодном пространстве, что приводит к снижению выхода по току. Введение ионов Cl в электролит снижает анодную поляризацию, так как ионы Cl, разряжаясь на аноде, растворяют пассивную пленку анода, тем самым снижают анодную поляризацию. Ионы Cl вводятся в виде NiCl2, NaCl или KCl. В свою очередь, повышенное содержание Cl увеличивает растворимость анода, а это приводит к нестабильности работы ванны и увеличению рН в катодном пространстве. Поэтому повышенное содержание Cl~ также нежелательно, как и пониженное. днища колодцев

При электроосаждении Ni из кислых растворов наряду с Ni на катоде выделяется и H2, за счет чего в прикатодном пространстве повышается рН, а это может привести к образованию хрупких и шероховатых поверхностей N1, что связано с соосаждением основных солей N1.С другой стороны, увеличение кислотности электролита приводит к снижению рассеивающей способности электролита и выхода по току ввиду расхода энергии на восстановление ионов Н2. Выделение последнего ухудшает свойства получаемых осадков. Образуется пористый шероховатый осадок с питтингом. Поэтому, как правило, никелирование проводят при рН электролита в пределах 4,0- 5,5.Чистоту никелевых электролитов поддерживают непрерывной фильтрацией, их селективной и периодической химической очисткой, а также зачехле-нием анодов.Для стабильной работы анодов, т. е. для равномерного растворения анодов, их подвергают термообработке и придают эллиптическую или ромбовидную форму. Эти факторы сказываются: на скорости растворения №, а поэтому и на качестве получаемых осадков.Кроме того, применяются аноды в виде кусочков металла размером 25 X 25 X 5 мм. Эти аноды равномерно растворяются. Их помещают в титановые корзины, на которые надевают мешки из полипропиленовой ткани. Соотношение 5а o 8К при электролизе необходимо поддерживать 2:1.Для приготовления электролита никелирования необходимо чистую ванну промыть раствором 3-5 % -ной H2SO4 или НCl в течение 2-4 ч при температуре 50-60 °С. Слить раствор кислоты и ванну тщательно промыть деминерализованной . водой. Залить ванну на VI объема деминерализованной водой и подогреть до 70 °С. Засыпать в ванну необходимое количество Н3ВО8, растворить ее при перемешивании. Затем засыпать в ванну необходимое количество NiSO4 X 7Н2О и NiCl2 X 6Н2О в растворить их при температуре 70 °С. Долить деминерализованную воду до уровня ванны и добавить блеекообразующие добавки. Довести до необходимого значения рН электролита, добавляя NiCO3 или H2SO4 порциями (порция карбоната никеля - 0,5 кг, порция H2SO4 - 200 мл).

ПРИМЕНЯЕМЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ

На практике чаще всего пользуются кислыми электролитами, которые подразделяются на сернокислые, хлористые, сульфаминовокислые (суль-фаматные), кремнефтористоводород-ные, борфтористоводородные и др.Щелочные электролиты, используемые на практике, делятся на цитрат-ные, этилендиаминовые, тартратные и др.Зависимость физико-механических свойств осадков никеля от состава электролита приведена в табл. 1.Сернокислые электролиты, широко применяемые во многих отраслях промышленности, имеют разнообразный состав и режим работы ванн для получения покрытий с различными заданными свойствами. Эти электролиты весьма чувствительны к отклонениям от принятого режима работы ванны и к наличию посторонних примесей в электролите.Основным компонентом сернокислых электролитов является NiSO4 X X 7Н2О. Если концентрация NiSO4 Х X 7Н2О не превышает 200 г/л, то для повышения электропроводимости электролита вводят H2SO4 или MgSO4-7Н2О, что способствует получению пластичных никелевых покрытий.Скорость осаждения никеля определяют по табл. 2.Для поддержания постоянства рН в электролит вводят Н3ВО3 или СН3СООNa. Если процесс ведется при более низком рН, то в качестве буферных добавок применяют фтор-содержащие соединения (NaF,Ni(BF4)3. В табл. 3 приведены наиболее часто применяемые электролиты, которые устойчивы в работе и при соблюдении режима работы и систематической очистке от вредных примесей могут использоваться в течение нескольких лет.Во время электролиза для электролитов № 3 и 4 необходимо выполнять перемешивание, а для электролита № 4 н непрерывное фильтрование.

Для четкой работы ванны следует поддерживать постоянство состава электролита. Добавление сульфата никеля, борной кислоты и хлоридовпроизводят с учетом данных химического анализа электролита. Поддержание постоянства рН электролита проводится 3%-ного раствора NaOH илиКачество получаемых осадков ухудшается с накоплением в электролите таких примесей, как Fe, Zn, Cu, органические соединения. Недопустимо содержание Fe более 0,1 г/л. Для его удаления из электролита последний подогревается до 50-60 СС с Н2О2 при интенсивном перемешивании сжатым воздухом. Последующее подщелачивание раствора до рН 6,0 приводит к осаждению окисленного Fe в виде Fe(OH)3, на поверхности которого адсорбируются органические вридеса. Осадок отфильтровывают.Содержание Си недопустимо более 0,02 г/л. Для ее удаления применяют либо метод цементации посредством фильтрования электролита через слой порошкообразного Ni, либо электролит подкисляют до рН 2,5-3 и при плотности тока до 0,1 А/дм2 осаждают Си на катод,Zn при содержании его более 0,01 г/л осаждают добавлением мела илиСа(ОН)2, доводя рН до 6,1-6,3, Осаждение ведется при интенсивном перемешивании. При этом наряду с Zn осаждаются примеси Fe и Си.

Для удаления органических соединений в ванну вводят измельченный древесный уголь из расчета 2-3 г/л.Вводом дополнительных компонентов в сернокислые электролиты можно получать покрытия с индивидуальными свойствами,ИХ XT АН Литовской ССР разработан процесс получения серебристо-матового никелирования Лимеда